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光纤连接器是自光纤通信技术兴起就开始发展的一类光纤器件,也是目前使用量最大的光纤器件。光纤连接器一直存在着回波损耗偏低、插入损耗偏高和表面变质层的问题,因此本文主要对光纤连接器端面的超声波精密研磨原理与工艺进行研究。光纤连接器端面的纤芯属硬脆难加工材料,具有加工余量小,绝对尺寸精度要求高的特点,增加了研磨的难度。研磨效率和研磨质量是这一加工过程的主要指标。为了得到好的研磨质量,本文将超声波引入研磨界面,对光纤连接器进行超声复合研磨,分析了研磨机理、探索过程参数对光纤连接器端面研磨效率及质量的影响规律。
1.根据光纤连接器端面研磨特点建立了相应的实验体系。设计了适合光纤连接器端面超声研磨的实验装置,建立了超声研磨过程参数体系,为超声研磨实验研究提供了条件。
2.探讨了超声场作用下端面材料特性的变化规律,以此为依据选取超声研磨数值仿真的材料参数。根据超声微切削过程的本构方程,进行了纤芯材料超声研磨的仿真分析。分析了超声研磨所特有的机理和工艺效果。
3.对超声研磨工艺过程参数与研磨质量的相关性进行了探讨,进行了相应的实验研究。为超声研磨的工业化推广提供了依据。
通过数值仿真和实验研究得出:超声波在加工过程中借助磨粒冲击能激活位错,软化刃前材料,促使刃前材料产生塑性变形而断裂;超声研磨时的应力应变及温度低,加工表面形成的变质层要薄,使光纤连接器能获得低插入损耗、高回波损耗;超声研磨能大大提高加工效率和研磨质量。因此把超声波引入到硬脆材料的精密研磨中是一种新型的高效的加工方法,具有广阔的发展前景。